单层膜或层叠膜的蚀刻组合物或者使用所述组合物的蚀刻方法技术

本发明专利技术的课题是提供用于蚀刻金属单层膜或金属层叠膜的蚀刻组合物，该组合物实现比以往更好的蚀刻速率，容易控制侧面蚀刻、圆锥角、剖面形状、图案形状，且在保持性能稳定性的同时具有更长的溶液寿命。一种蚀刻组合物，它是用于蚀刻由选自铜、钛、钼和镍的金属或它们的氮化物形成的单层膜，由含有选自铜、钛、钼和镍的1种或2种以上的合金形成的单层膜，或者含1层或2层以上的所述单层膜的层叠膜的蚀刻组合物，其中，包含唑、硝酸、过氧化物和水溶性有机溶剂。

Etching composition of single layer film or laminated film or etching method using the composition

The subject of the invention is to provide the etching composition for etching metal monolayer or metal laminated film, the composition ratio of the etching rate better, easy to control the side etching, cone angle, profile shape, pattern shape, and has a longer life solution in maintaining the stability and performance of the. An etching composition, it is used for the monolayer formed by etching from copper, titanium, molybdenum and nickel metal or their nitrides, monolayers formed by 1 or more than 2 kinds of alloy containing copper, selected from titanium, molybdenum and nickel, etching composition, or containing 1 or more than 2 layers the monolayer of laminated film which contains azole, nitric acid, peroxide and water soluble organic solvent.

【技术实现步骤摘要】
单层膜或层叠膜的蚀刻组合物或者使用所述组合物的蚀刻方法
本专利技术涉及可用于平板显示器等的金属单层膜或层叠膜用的蚀刻组合物或者使用所述组合物的蚀刻方法。
技术介绍
对于平板显示器等显示器件的布线材料，采用作为低电阻材料的铜和含铜的合金。然而，铜原本与玻璃等的基板的密合性就不足，且铜具有向硅半导体膜扩散的性质。因此，已知近年来通过在基板与铜层等布线材料之间设置钛层或钼层等阻隔金属层作为阻隔膜，使布线材料与玻璃基板的密合性提高，防止向硅半导体膜的扩散。另外，还存在为了防止铜层等的氧化而在铜层的上层形成有覆盖(日语:キャップ)膜的3层的层叠膜。作为铜和钛层叠膜用蚀刻液，提出有例如包含过氧化氢、硝酸、氟离子供给源、唑类、氢氧化铵、过氧化氢稳定剂和水的pH1.5～2.5的蚀刻溶液(专利文献1)，包含过硫酸铵、有机酸、铵盐、含氟化合物、粉末的二醇类化合物、唑类化合物和水的蚀刻液(专利文献3)，包含过硫酸铵、唑类化合物和水的蚀刻液(专利文献3)，包含氟离子供给源、过氧化氢、硫酸盐、磷酸盐、唑类化合物和水的蚀刻液(专利文献4)。此外，作为铜和钼层叠膜用蚀刻液，提出有例如包含选自中性盐、无机酸和有机酸中的至少一种以及过氧化氢、过氧化氢稳定剂的蚀刻溶液(专利文献5)，包含过氧化氢、不含氟原子的无机酸、胺化合物、唑类、过氧化氢稳定剂的蚀刻溶液(专利文献6)，在水性介质中含有氨、具有氨基的化合物、过氧化氢且pH超过8.5的蚀刻用组合物(专利文献7)等。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利第5685204号专利文献2:日本专利特开2013-522901专利文献3:日本专利特开2008-227508专利文献4:日本专利特开2008-288575专利文献5:日本专利第4282927号专利文献6:国际公开第2011/099624号专利文献7:日本专利特开2010-232486专利技术的概要专利技术所要解决的技术问题对于上述专利文献1、4～7中记载的蚀刻溶液，面内均匀性不足，有在抗蚀图案端部产生大量凹凸的情况，如果该腐蚀进一步发展，则可能会产生呈像老鼠啃奶酪的痕迹那样的形状的鼠啮(mousebite)而导致成品率下降，或者导致剖面形状呈凹凸状的起伏。另外，对于引用文献7中记载的蚀刻用组合物，在使用性方面也存在溶液寿命短、保存稳定性低等问题。此外，对于专利文献2和3中记载的蚀刻溶液，使用过硫酸盐，但如果使用过硫酸盐，则与过氧化氢相比，抗蚀图案端部更容易形成凹凸状。此外，存在圆锥角不易控制、容易变低等问题。因此，本专利技术在于对于用于解决上述问题的用于蚀刻金属单层膜或金属层叠膜的蚀刻组合物，提供实现良好的蚀刻速率，容易控制侧面蚀刻、圆锥角、剖面形状、图案形状，且在保持性能稳定性的同时具有更长的溶液寿命的蚀刻组合物。解决技术问题所采用的技术方案本专利技术人在为了解决上述课题而认真探讨的过程中，着眼于用作过氧化物的稳定剂的苯基脲和苯酚磺酸、用于增加铜的溶解量的丙二酸等有机酸和螯合剂、用于获得pH的缓冲作用的中性盐等是引起面内均匀性的下降的主要原因这一点，不断地研究后，发现通过在含过氧化物的蚀刻组合物中混合水溶性有机溶剂而制备的蚀刻组合物可提高对金属基板的浸润性，平滑地蚀刻金属表面，抑制局部腐蚀，进一步进行研究后，结果完成了本专利技术。即，本专利技术涉及以下内容。[1]一种蚀刻组合物，它是用于蚀刻由选自铜、钛、钼和镍的金属或它们的氮化物形成的单层膜，由含有选自铜、钛、钼和镍的1种或2种以上的合金形成的单层膜，或者含1层或2层以上的所述单层膜的层叠膜的蚀刻组合物，其中，包含唑、硝酸、过氧化物和水溶性有机溶剂。[2]如上述[1]所述的蚀刻组合物，其中，水溶性有机溶剂的25℃时的蒸气压为2kPa以下。[3]如上述[1]或[2]所述的蚀刻组合物，其中，水溶性有机溶剂选自醇、二醇、二元醇、三元醇、酮、碳酸酯、亚砜。[4]如上述[1]～[3]中的任一项所述的蚀刻组合物，其中，水溶性有机溶剂选自乙二醇、二乙二醇和二丙二醇。[5]如上述[1]～[4]中的任一项所述的蚀刻组合物，其中，过氧化物选自过氧化氢、过氧硫酸铵、过氧硫酸钠和过氧硫酸钾。[6]如[1]～[5]中的任一项所述的蚀刻组合物，其中，还包含磷酸或磷酸盐。[7]如上述[1]～[6]中的任一项所述的蚀刻组合物，其中，还包含选自氢氧化铵和氨水的化合物。[8]如[1]～[7]中的任一项所述的蚀刻组合物，其中，还包含氟或氟化合物。[9]如[8]所述的蚀刻组合物，其中，氟化合物选自氟化铵、酸性氟化铵和氢氟酸。[10]如上述[1]～[9]中的任一项所述的蚀刻组合物，其中，还包含脲化合物。[11]如上述[10]所述的蚀刻组合物，其中，脲化合物选自苯基脲、烯丙基脲、1,3-二甲基脲和硫脲。[12]如上述[1]～[11]中的任一项所述的蚀刻组合物，其中，还包含有机酸。[13]如上述[12]所述的蚀刻组合物，其中，有机酸为丙二酸或柠檬酸。[14]如上述[1]～[13]中的任一项所述的蚀刻组合物，其中，包含1～15质量％的过氧化物、1～10质量％的硝酸、0.005～0.2质量％的唑类、0.05～1.00质量％的氟化合物、1～50质量％的水溶性有机溶剂。[15]如上述[1]～[14]中的任一项所述的蚀刻组合物，它是用于蚀刻层叠膜的蚀刻组合物，其中，层叠膜为钛/铜/钛的层构成。[16]如上述[1]～[14]中的任一项所述的蚀刻组合物，它是用于蚀刻层叠膜的蚀刻组合物，其中，层叠膜为由铜和镍形成的合金/铜/钛的层构成，所述钛位于基板侧。[17]如上述[1]～[14]中的任一项所述的蚀刻组合物，它是用于蚀刻层叠膜的蚀刻组合物，其中，层叠膜为分别铜的单层/钼的单层的层构成，所述钼的单层位于基板侧。[18]如上述[1]～[17]中的任一项所述的蚀刻组合物，其中，pH低于7.0。[19]一种蚀刻方法，它是蚀刻由选自铜、钛、钼和镍的金属或它们的氮化物形成的单层膜，由含有选自铜、钛、钼和镍的1种或2种以上的合金形成的单层膜，或者含1层或2层以上的所述单层膜的层叠膜的方法，其中，包括使用上述[1]～[18]中的任一项所述的蚀刻组合物进行蚀刻的工序。[20]如上述[19]所述的方法，其中，被用于液晶显示器、彩膜、触控面板、有机EL显示器、电子纸、MEMS或IC的制造工序或封装工序。专利技术的效果本专利技术的蚀刻组合物因为该蚀刻组合物所含的有机溶剂，对金属的浸润性提高，可对单层膜或层叠膜进行一次性蚀刻。此外，不仅使蚀刻速率提高，侧面蚀刻、圆锥角的控制容易，面内均匀性高，可实现抗蚀剂端部和剖面形状的平滑化的蚀刻，能够蚀刻复杂且精致的基板。此外，该蚀刻组合物具有良好的稳定性，可长时间使用。此外，通过向该蚀刻组合物中补充包含1种或2种以上本申请专利技术的蚀刻组合物的成分的补给液，可在维持上述性能的情况下延长溶液寿命。因此，还有助于制造成本的削减和基板制造中的安全性。特别是含铜和钛的层叠膜或含铜和钼的层叠膜，还可容易地抑制以往易发生的钛和钼的底切(undercut)。此外，膜厚100nm左右的钛层或钼层还存在上层的情况下，也具有防止上层的界面附近被极度蚀刻的效果。对于单层膜，也具有防止抗蚀图案端部的平滑性和剖面形状变差的效果。此外，还具有即使加入过氧化物稳定剂、有机酸或螯合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蚀刻组合物，它是用于蚀刻由选自铜、钛、钼和镍的金属或它们的氮化物形成的单层膜，由含有选自铜、钛、钼和镍的1种或2种以上的合金形成的单层膜，或者含1层或2层以上的所述单层膜的层叠膜的蚀刻组合物，其中，包含唑、硝酸、过氧化物和水溶性有机溶剂。

【技术特征摘要】
2016.04.21 JP 2016-0854991.一种蚀刻组合物，它是用于蚀刻由选自铜、钛、钼和镍的金属或它们的氮化物形成的单层膜，由含有选自铜、钛、钼和镍的1种或2种以上的合金形成的单层膜，或者含1层或2层以上的所述单层膜的层叠膜的蚀刻组合物，其中，包含唑、硝酸、过氧化物和水溶性有机溶剂。2.如权利要求1所述的蚀刻组合物，其中，水溶性有机溶剂的25℃时的蒸气压为2kPa以下。3.如权利要求1或2所述的蚀刻组合物，其中，水溶性有机溶剂选自醇、二醇、二元醇、三元醇、酮、碳酸酯、亚砜。4.如权利要求1～3中的任一项所述的蚀刻组合物，其中，水溶性有机溶剂选自乙二醇、二乙二醇和二丙二醇。5.如权利要求1～4中的任一项所述的蚀刻组合物，其中，过氧化物选自过氧化氢、过氧硫酸铵、过氧硫酸钠和过氧硫酸钾。6.如权利要求1～5中的任一项所述的蚀刻组合物，其中，还包含磷酸或磷酸盐。7.如权利要求1～6中的任一项所述的蚀刻组合物，其中，还包含选自氢氧化铵和氨水的化合物。8.如权利要求1～7中的任一项所述的蚀刻组合物，其中，还包含氟或氟化合物。9.如权利要求8所述的蚀刻组合物，其中，氟化合物选自氟化铵、酸性氟化铵和氢氟酸。10.如权利要求1～9中的任一项所述的蚀刻组合物，其中，还包含脲化合物。11.如权利要求10所述的蚀刻组合物，其中，脲化合物选自苯基脲、烯丙基脲、1,3-二甲基脲和硫脲。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥秀树，
申请(专利权)人：关东化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP